[发明专利]一种利用GPU加速的哈特里近似方法

摘要

本发明提供一种利用GPU加速的哈特里近似方法，基本的程序架构和组织流程为：选择基矢并构建试探单粒子态，生成哈特里项，将其存放在一线性内存中，做为初始参数；生成问题的解空间；划分计算网格，传递输入参数到显存；调用设备端函数计算粒子-粒子相互作用；将计算完成的结果从显存拷贝到内存中；生成哈特里矩阵，在CPU上做矩阵对角化操作；计算得新的单粒子态；根据自洽后所得到的单粒子态，计算多体系的能量及态矢等进一步物理量。本发明和现有技术相比，充分剖析了哈特里近似计算方法的计算负载特点，并充分利用了计算机中的各种计算资源，大幅加速了使用哈特里近似方法对多体物理、量子计算化学问题的快速模拟计算。

主权项

一种利用GPU加速的哈特里近似方法，其特征在于基本的程序架构和组织流程为：（1）选择基矢并构建试探单粒子态，生成哈特里项，将其存放在一线性内存中，做为初始参数；（2）生成问题的解空间；（3）划分计算网格，传递输入参数到显存，并将计算中需要频繁访问的参数放到GPU的共享存储器中；（4）调用设备端函数计算粒子‑粒子相互作用，并将各线程对应的结果存放到显存中；（5）将计算完成的结果从显存拷贝到内存中；（6）生成哈特里矩阵，在CPU上做矩阵对角化操作；（7）计算得新的单粒子态，重新返回步骤（1）计算新的哈特里项，再次自洽运算，直接两次自洽达到预定的精度则退出自洽计算步骤；（8）根据自洽后所得到的单粒子态，计算多体系的能量及态矢等进一步物理量。